第五章硅质、硅酸铝质及刚玉质耐火材料讲述.doc

第五章硅质、硅酸铝质及刚玉质耐火材料讲述.doc

  1. 1、本文档共42页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第五章硅质、硅酸铝质及刚玉质耐火材料讲述

第五章 硅质、硅酸铝质及刚玉质耐火材料 Al2O3-SiO2系耐火材料可分为硅质、硅酸铝质及刚玉质三大类。 硅质耐火材料是指SiO2含量在93%以上的耐火制品。 硅酸铝质耐火材料是以A12O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料,其主晶相是刚玉或莫来石,根据Al2O3含量的高低,硅酸铝质耐火材料又可以分为以下三类:半硅质制品,Al2O3含量为15%~30%;粘土质制品,Al2O3含量为30%~48%;高铝质制品,Al2O3含量48%(用天然高铝料生产的一般低于90%)。由于在高铝砖的组成中有一个稳定的化合物——莫来石,用人工方法可制造出接近理论组成的莫来石矿物相,因此在高铝质耐火材料中又单列出莫来石制品,其Al2O3含量为68%~95%。 刚玉质耐火材料是Al2O3含量在95%以上的耐火制品,其主晶相是刚玉。 目前,硅质、硅酸铝质及刚玉质耐火材料广泛应用于冶金、玻璃、水泥、石油化工等工业生产领域所用热工设备的内衬结构材料。 第一节 硅质耐火材料 硅质耐火材料是以二氧化硅(SiO2)为主要成分的耐火制品,包括硅砖、特种硅砖及熔融石英陶瓷制品。 硅质耐火制品的典型代表是硅砖,它是以石英岩为原料,加入少量矿化剂,在高温下烧成后制得的。其SiO2含量大于93%,矿物组成为鳞石英、方石英、少量残余石英和玻璃相。硅砖的主要优点是:具有较高的高温强度,荷重软化开始温度高(在1640~1680 ℃间波动),几乎与其耐火度接近,接近鳞石英、方石英的熔点(分别为1670 ℃和1713 ℃);加热时有一定的体积膨胀,其残余膨胀保证了砌筑体有良好的气密性和结构强度。硅砖的最大缺点是抗热震性低,其次是耐火度不高(仅为1690~1730 ℃),这限制了其广泛应用。 硅质制品属于酸性耐火材料,对酸性炉渣抵抗力强,但受碱性渣强烈侵蚀,易被含 Al2O3、K2O、Na2O等氧化物作用而破坏,对CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗能力。目前,硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉以及其他热工设备。 一、硅砖生产的物理化学原理 硅石原料和硅砖的主要成分均为SiO2。由于SiO2在不同温度下以不同的晶型存在,并在一定条件下可以互相转变,同时在晶型转变时伴随体积变化而产生应力,因此了解SiO2各种晶型的性质和它们之间的转换条件,以及矿化剂对其晶型转化的影响,对硅砖的制造、生产和使用均有重要意义。 (-)SiO2的同质多晶转变 SiO2在常压下有7个变体和1个非晶型变体,即β-石英,α-石英,γ-鳞石英,β-鳞石英,α-鳞石英,β-方石英,α-方石英,以及石英玻璃。SiO2各种变体的性质和稳定存在温度范围见表5-1。SiO2各晶型间的转变温度以及体积变化值见图5-1。 表5-1 SiO2各种变体的性质和稳定存在温度范围 变 体 晶 系 真密度,g·cm-3 稳定温度范围,℃ β-石英 三方晶系 2.65 >573 α-石英 六方晶系 2.53 573~870 γ-鳞石英 斜方晶系 2.37~2.35 <117 β-鳞石英 六方晶系 2.24 117~163 α-鳞石英 六方晶系 2.23 870~1470 β-方石英 斜方晶系 2.31~2.32 <180~270 α-方石英 等轴晶系 2.23 1470~1723 石英玻璃 无 定 形 2.20 <1713(急冷) 从图5-1中可看出,SiO2各变体间的转变可分为两类: 第一类是高温型转变,即石英、鳞石英、方石英之间的转变。由于它们在晶体结构和物理性质方面差别较大,因此转变所需的活化能大,转变温度高而缓慢,并伴随有较大的体积效应。有矿化剂存在时可显著加速转变,无矿化剂时实际上不能转变。 第二类是低温型转变,即石英、鳞石英、方石英本身的α、β、γ型的转变,由于它们在结构和性质方面差别很小,因此转变温度低,转变速度快,而且转变是可逆的,所伴随的体积效应也比高温型的小。 由于SiO2各种变体的晶体结构不同,其密度不同,因此它们在转变过程中有体积效应产生。由图5-1中给出的体积变化值可以看出,SiO2各种变体在转变时所产生的体积变化是不一样的:快速转变时所发生的体积变化比慢速转变时所发生的体积变化小,其中鳞石英型转变时的体积变化较小,方石英型的较大。 图5-1 SiO2的晶型转变及体积变化值 由于方石英的熔点是1728 ℃,鳞石英是1670 ℃,而石英是1600 ℃,因此,从提高制品的耐火度方面考虑,方石英是比较有利的;但从体积稳定性来看,鳞石英具有较高的体积稳定性;同时鳞石英具有矛头状双晶相互交错的网络状结构,可使硅砖具有较高的荷重软化温度及高温结构强度。当硅砖中有残余石英存在时,由于它在使用中会继续进行晶型转变,体积膨胀较大,易引起砖体结构松散而降低

文档评论(0)

shuwkb + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档